Доклад Применение компьютерной техники на уроках физики

Доклад по теме: «Применение компьютерной техники на уроках физики»

С момента своего появления персональные компьютеры находят всё большее применение в различных областях человеческой деятельности, в том числе и в образовании. Если раньше использование вычислительной техники в колледжах сводилось лишь к обучению информатике, то сейчас наличие богатых мультимедийных функций превратило компьютер в универсальное ТСО, способное оказать незаменимую помощь учителям-предметникам преимущественно технических дисциплин, физики в частности.
Целью данного доклада являются рассмотрение различных способов применения компьютерной техники на уроке физики, а также краткий обзор соответствующего программного обеспечения. Конечно, особого внимания заслуживает проблема недостаточной укомплектованности кабинетов физики компьютерной и проекционной техникой, а порою и традиционным физическим оборудованием, но это тема для отдельного разговора. Здесь я позволю себе исходить из оптимистичного пока предположения, что кабинет физики оснащен, по крайней мере, одним компьютером и видеопроектором, а также имеется возможность хотя бы изредка проводить уроки физики в компьютерном классе.
Обобщая опыт учителей, можно выделить следующие способы применения компьютерной техники на уроке физики:
1) подготовка печатных раздаточных материалов (контрольные, самостоятельные работы, дидактические карточки для индивидуальной работы);
2) мультимедийное сопровождение объяснения нового материала (презентации, аудиозаписи реальных лекций, учебные видеоролики, компьютерные модели физических экспериментов);
3) интерактивное обучение в индивидуальном режиме;
4) проведение компьютерных лабораторных работ;
5) обработка учащимися экспериментальных данных (построение таблиц, графиков, создание отчётов);
6) контроль уровня знаний с использованием тестовых заданий.
Рассмотрим эти способы подробнее.
1. Подготовка печатных раздаточных материалов
Наличие установленного на компьютере текстового редактора и принтера позволяет создавать раздаточные материалы быстрее и эффективнее по сравнению со стандартным «рисованием от руки» и последующим переписыванием (либо ксерокопированием). Созданные на компьютере документы легко редактировать и выводить на печать снова и снова. Наиболее распространённый текстовый редактор Microsoft Office Word содержит неплохие встроенные средства для создания рисунков. При наличии сканера появляется дополнительная возможность вставки фотографий, рисунков из книг и т.д. Компьютер позволяет разрабатывать учителям собственные наглядные пособия, например, рабочие тетради по предмету.
2. Мультимедийное сопровождение объяснения нового материала
Компьютер, укомплектованный звуковой картой, колонками, приводом компакт-дисков и видеопроектором с лёгкостью способен заменить всю прежнюю аудио- и видеоаппаратуру. Сейчас в Интернете можно найти учебные фильмы по физике, однако небольшая скорость подключения многих школ к Сети пока ещё не позволяет скачивать столь объёмные файлы, но в ближайшем будущем ситуация должна измениться. Фильмы и аудиозаписи могут храниться на компакт-дисках или на жёстком диске компьютера.
Использование приложения Microsoft Office PowerPoint позволяет учителю сопровождать урок динамичным слайд-шоу. Освоив несложную технологию создания презентаций, педагог получает в своё распоряжение мощное средство, с помощью которого можно повышать наглядность изложения материала и экономить время, т.к. переключать слайды, содержащие фотографии, рисунки, графики и прочее, куда проще и быстрее, нежели вешать плакаты или рисовать всё вышеперечисленное мелом на доске. Презентации PowerPoint можно использовать не только при изложении нового материала, но и при проверке знаний, поочерёдно выводя на экран задания и ответы.
Физика, как известно, наука экспериментальная. Как правило, объяснение материала не обходится без демонстраций тех или иных опытов. Использование только лишь физического оборудования и стандартных ТСО накладывает определённые ограничения на диапазон демонстрируемых процессов и явлений, и тут как нельзя кстати оказывается компьютерное моделирование.
Опираясь на собственный опыт использования численного моделирования при обучении физике, я выделила набор педагогических задач, при решении которых компьютерные симуляции имеют явные преимущества перед традиционными демонстрационными экспериментами. Позволю себе перечислить некоторые из этих задач:

·Демонстрация физических явлений, трудно воспроизводимых в реальном демонстрационном или лабораторном эксперименте.
Наглядное сравнение результатов, получаемых в рамках различных теоретических моделей.
Вовлечение учащихся в процесс активного освоения нового материала в результате самостоятельного планирования и выполнения виртуальных компьютерных экспериментов.
Демонстрация поэтапного приближения теоретической модели явления к реально наблюдаемому на эксперименте путем включения в рассмотрение побочных явлений и взаимодействий, неизбежно присутствующих в реальном эксперименте.
Визуализация принципиально ненаблюдаемых на эксперименте явлений.
Следует учитывать, что компьютерные модели ни в коем случае не должны вытеснять реальный эксперимент там, где он возможен.
Компьютерные модели могут разрабатываться учителями, а также учащимися, увлекающимися физикой и программированием, это может оказаться неплохим подспорьем для активизации межпредметных связей «физика – информатика». Кроме того, существуют готовые программные продукты, включающие в себя наборы таких моделей. Особо хочется отметить обучающий курс «Открытая физика 2.6», разработанный компанией «Физикон». Данный курс включает в себя 53 интерактивные учебные модели.
















Рис. 1 Интерактивная модель ядерного реактора (из курса «Открытая физика»)

Курс рассчитан преимущественно на индивидуальную работу, но содержащиеся в нём модели легко вписываются в урок и позволяют учителю организовать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности, такие как:
урок решения задач с последующей компьютерной проверкой;
урок – исследование;
урок – компьютерная лабораторная работа.
3. Интерактивное обучение в индивидуальном режиме
Большинство доступных программных продуктов по «школьной» физике, как признаются сами разработчики, рассчитаны на индивидуальную работу учеников. Как правило, они включают в себя электронный учебник, вопросы и задачи для проверки знаний, справочные и методические материалы, реже – журнал успеваемости и компьютерные лабораторные работы. В последнее время у разработчиков компьютерных курсов наблюдается тенденция к применению веб-технологий, что связано с растущей популярностью Интернета. Например, упомянутый ранее курс «Открытая физика» является локальным веб-сайтом, материалы которого также доступны в Интернете на сайте «Открытого колледжа» (http://www.college.ru).
Грамотное использование разработчиками языка гипертекстовой разметки (HTML) при разработке курса позволяет учащемуся самостоятельно выбирать последовательность изучения материала, переходя по гиперссылкам к тому или иному разделу и ликвидируя «пробелы в знаниях», тогда как в бумажном варианте это привело бы к утомительному перелистыванию и поиску нужной главы.
4. Проведение компьютерных лабораторных работ
Отличительной особенностью компьютерных лабораторных работ является использование компьютерных моделей для проведения эксперимента. Сначала учитель должен разработать соответствующие раздаточные материалы. Рекомендуется задания в бланках лабораторных работ располагать по мере возрастания сложности: от простых заданий ознакомительного характера и экспериментальных задач до расчётных задач и, наконец, заданий творческого и исследовательского характера. Учащиеся могут ставить необходимые компьютерные эксперименты для проверки собственных соображений при ответе на вопросы или решении задач. Расчётные задачи рекомендуют сначала решить на бумаге, а затем поставить эксперимент на компьютере для проверки полученного результата.
Не раз упоминавшийся выше курс «Открытая физика 2.6» включает в себя лабораторные работы по каждой из представленных в нём тем. Здесь лабораторные работы состоят из интерактивной модели, вопросов и задач. В связи с тем, что представлен только 1 вариант заданий и имеется возможность сразу проверить правильность ответа, предложенные задания можно использовать только как образец для создания бланков лабораторных работ.


































Рис. 2. Пример компьютерной лабораторной работы (из курса «Открытая физика»

5. Обработка экспериментальных данных и формирование отчётов
При выполнении лабораторных работ часто возникает необходимость представления полученных экспериментальных данных в наглядном виде для последующего анализа и формулировки выводов. Часто эту работу проще (и приятнее) выполнять с привлечением компьютера. Например, приложение Microsoft Office Excel стало стандартом де-факто для обработки табличных данных и построения различных диаграмм. Некоторые учащиеся предпочитают готовить отчёты на компьютере, а не от руки. На мой взгляд, это положительная тенденция, которая, однако, вызывает неоднозначную реакцию у педагогов. Дело в том, что файлы легко копируются и редактируются, а это открывает новые горизонты для такого старого явления, как списывание чужих трудов.
6. Контроль уровня знаний с использованием тестовых заданий
В настоящее время тесты являются очень популярной формой проверки знаний учащихся. Связано это во многом с тем, что в условиях классно-урочной системы тестирование позволяет буквально за 15 минут выставить отметки всему классу. Обычно тесты берутся из специальных сборников или составляются учителями самостоятельно. Следует отметить, что создание грамотных, или, как говорят, валидных тестов – задача отнюдь не такая простая, как может показаться на первый взгляд, но здесь мы рассматривать эту проблему не будем.
Рассмотрим способы создания тестов на компьютере:
Использование специализированного программного обеспечения для организации тестирования (УТК, SunRav Test Office и т.д.). Такое ПО включает в себя средства для создания и проведения тестов. При создании теста, как правило, требуется ввести текст задания и варианты ответа. Далее нужно указать, какой вариант считать правильным, либо указать баллы, назначаемые за тот или иной ответ. В конце указать, какому числу набранных баллов соответствует каждая из отметок.
Самостоятельная разработка компьютерного теста. Данный подход требует определённых навыков программирования или, например, привлечения учителя информатики. При этом существует множество способов реализации теста на компьютере – от стандартного Бейсика или Паскаля до Visual Basic for MS Word, Delphi и JavaScript. Имея некоторый шаблон создавать тесты можно очень быстро.
В заключение отмечу, что эффективность применения компьютерной техники на уроках физики зависит не только от простоты и надёжности использования программных средств, но и от квалификации учителя, а также от готовности учащихся к работе с компьютерными средствами. Умелое использование компьютерной техники и специализированных программных средств, как показывает опыт многих учителей, способно вызвать у учащихся настоящий интерес, мобилизовать на познавательную деятельность и, в итоге, повысить качество знаний.











































Используемые источники:

1. Абутин М.В., Колинько К.П., Чирцов А.С. Концепция и опыт использования в реальном учебном процессе электронных мультимедийных сборников по физике // Компьютерные инструменты в образовании, №5, 2004г. http://ipo.spb.ru/journal/mngmnt/view.php?jid=1&year=2004&num=5&toc=381
2. Басурматорова Л.А. Использование компьютера на уроках физики. http://www.websib.ru/ites/2000/02b-05.htm
3. Голобов А.И., Голобова Е.Л. Использование персонального компьютера на уроках физики. http://schools.techno.ru/sch1567/metodob/computer/gololobov.htm
4. Гомулина Н.Н. Компьютерные подарки учителю физики // Вопросы Интернет образования, №3. http://center.fio.ru/vio/vio_03/cd_site/Articles/art_5_3.htm
5. Гомулина Н.Н. О применении компьютерных учебных программ по физике «Открытая физика. 2.0» и «Открытая астрономия» с элементами дистанционного образования. http://www.ioso.ru/ts/physics/gomulina.htm
6. Кавтрев А.Ф. Опыт использования компьютерных моделей на уроках физики // Вопросы Интернет образования, №3.
http://center.fio.ru/vio/vio_03/resource/Print/art_5_5.htm
7. Павлюченко Л.В. Компьютер на уроках физики // Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2005-2006. http://festival.1september.ru/index.php?numb_artic=311836
Фрадкин В.Е. О некоторых условиях эффективности применения компьютерных средств обучения. http://www.edu.delfa.net:8101/cabinet/stat/uslov%20effect.html









13PAGE 15


13PAGE 14615